Tetrápodes: evolução, características, classificação

Os tetrápodes (tetrapoda em grego “quatro patas”) compreendem os animais com quatro membros, embora alguns membros perderam -los . Seus representantes atuais são anfíbios, sauropsídeos e mamíferos.

Este grupo evoluiu cerca de 400 milhões de anos atrás, no período devoniano, a partir de peixes-lobos. O registro fóssil tem uma série de representantes já extintos que dão luz à transição da água para a terra.

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Fonte: Nenhum autor legível por máquina é fornecido. Mateuszica ~ commonswiki assumido (com base em reivindicações de direitos autorais). [GFDL (http://www.gnu.org/copyleft/fdl.html), CC-BY-SA-3.0 (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/) ou CC BY-SA 2.5 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/2.5)], via Wikimedia Commons

Essa mudança de ambiente levou ao desenvolvimento de adaptações para locomoção, respiração, reprodução e regulação da temperatura, principalmente.

Origem e evolução

Segundo as evidências, os primeiros tetrápodes aparecem no final do Devoniano, cerca de 400 milhões de anos atrás. Assim, a colonização dos ambientes terrestres ocorreu quando o grande continente Pangea foi fragmentado em dois: Laurasia e Gondwana.

Acredita-se que os primeiros tetrápodes fossem formas aquáticas que seus membros incipientes poderiam usar para se mover no solo e navegar em águas rasas.

Este evento marcou o início de uma extensa radiação, que originou formas totalmente terrestres e com membros que deram suporte suficiente para permitir uma locomoção terrestre.

De onde vêm os tetrápodes?

Membros tetrápodes originários de uma forma aquática ancestral. Embora as barbatanas dos peixes não pareçam muito semelhantes aos membros articulados dos tetrápodes, uma percepção mais profunda deixa claro as relações homólogas.

Por exemplo, o fóssil Eusthenopteron tem um antebraço formado por um úmero, seguido por dois ossos, o raio e a ulna. Esses elementos são claramente homólogos das extremidades dos tetrápodes atuais. Da mesma forma, eles são capazes de reconhecer elementos compartilhados no pulso.

Especula-se que Eusthenopteron possa espirrar no fundo do ambiente aquático com suas barbatanas. No entanto, eu não conseguia “andar” como um anfíbio (essa inferência é feita graças à anatomia dos fósseis).

Outro fóssil, Tiktaalik , parece se encaixar entre uma forma de transição entre peixes com barbatanas de lobos e tetrápodes. Este organismo provavelmente habitava águas rasas.

Membros bem formados são evidentes nos fósseis Acanthostega e Ichthyostega. No entanto, os membros do primeiro gênero não parecem ser fortes o suficiente para manter o peso total do animal. Em contraste, o Ichthyostega parece ser capaz de se mover – embora com alguma falta de jeito – em ambientes totalmente terrestres.

Adaptações para a vida na terra

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Lobo cinzento mexicano

O movimento dos primeiros tetrápodes de um ambiente aquático para um ambiente terrestre envolve uma série de mudanças radicais em termos das condições que esses animais tiveram que explorar. As diferenças entre água e terra são mais do que óbvias, como a concentração de oxigênio.

Os primeiros tetrápodes tiveram que resolver uma série de inconvenientes, incluindo: como se mover em um ambiente de menor densidade ?, como respirar ?, como se reproduzir fora da água? E, finalmente, como lidar com as flutuações ambientais que não Eles estão presentes na água, como variações de temperatura?

A seguir, descreveremos como os tetrápodes resolveram essas dificuldades, analisando as adaptações que permitiram colonizar efetivamente os ecossistemas terrestres:

Locomoção na Terra

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Camaleão

A água é um ambiente denso que fornece suporte suficiente para a locomoção. No entanto, o ambiente terrestre é menos denso e requer estruturas especializadas para o movimento.

O primeiro problema foi resolvido com o desenvolvimento de membros que permitiam o deslocamento de animais pelo ambiente terrestre e que deram nome ao grupo. Os tetrápodes têm um endosqueleto ósseo que forma quatro membros construídos sob o plano de pentactyly (cinco dedos).

As evidências sugerem que os membros dos tetrápodes evoluíram das barbatanas dos peixes, juntamente com as modificações dos músculos circundantes, permitindo que o animal se levante do chão e caminhe com eficiência.

Troca de gás

Se imaginarmos a passagem da água para a terra, o problema mais intuitivo é a questão da respiração. Em ambientes terrestres, a concentração de oxigênio é cerca de 20 vezes maior que na água.

Os animais aquáticos têm brânquias que funcionam muito bem na água. No entanto, em ambientes terrestres, essas estruturas entram em colapso e não são capazes de mediar as trocas gasosas – por mais abundante que seja o oxigênio na terra.

Por esse motivo, os tetrápodes vivos têm órgãos internos responsáveis ​​pela mediação dos processos respiratórios. Esses órgãos são conhecidos como pulmões e são adaptações para a vida terrestre.

Alguns anfíbios, por outro lado, podem mediar as trocas gasosas usando a pele como o único órgão respiratório, que é muito fino e úmido. Em contraste com os tegumentos desenvolvidos por répteis, aves e mamíferos, que são protetores e permitem que eles vivam em ambientes secos, impedindo a possível dessecação.

Aves e répteis exibem adaptações adicionais para evitar a dessecação. Estes consistem na produção de resíduos semi-sólidos com ácido úrico como resíduo de nitrogênio. Esse recurso diminui a perda de água.

Reprodução

Ancestralmente, a reprodução é um fenômeno ligado a ambientes aquáticos. De fato, os anfíbios ainda dependem da água para se reproduzir. Seus ovos custam com uma membrana que é permeável à água e secaria rapidamente se exposto a um ambiente seco.

Além disso, os ovos de anfíbios não se desenvolvem em uma versão em miniatura da forma adulta. O desenvolvimento ocorre através da metamorfose, onde o ovo dá origem a uma larva que, na maioria dos casos, é adaptada à vida aquática e exibe brânquias externas.

Por outro lado, os demais grupos de tetrápodes – répteis, aves e mamíferos – desenvolveram uma série de membranas que protegem o ovo. Essa adaptação elimina a dependência da reprodução no ambiente aquático. Dessa forma, os grupos mencionados possuem ciclos de vida totalmente terrestres (com suas exceções específicas).

Variações ambientais

Os ecossistemas aquáticos são relativamente constantes em termos de suas características ambientais, particularmente em temperatura. Isso não ocorre na Terra, onde as temperaturas variam ao longo do dia e do ano.

Os tetrápodes resolveram esse problema de duas maneiras diferentes. Aves e mamíferos desenvolveram endotermia de forma convergente. Este processo permite manter a temperatura ambiente estável, graças a certos mecanismos fisiológicos.

Esse recurso permite que pássaros e mamíferos colonizem ambientes com temperaturas muito baixas.

Répteis e anfíbios resolveram o problema de outra maneira. A regulação da temperatura não é interna e depende de adaptações comportamentais ou etológicas para manter uma temperatura adequada.

Características gerais

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Elefante asiático

O táxon de Tetrapoda é caracterizado pela presença de quatro membros, embora alguns de seus membros os tenham reduzido ou ausente (como cobras, argilas e baleias).

Formalmente, os tetrápodes são definidos pela presença de quirida, um membro muscular bem definido com dedos na porção terminal.

A definição deste grupo foi objeto de amplo debate entre especialistas. Alguns autores duvidam que as características “pontas dos dedos” sejam suficientes para definir todos os tetrápodes.

A seguir, descreveremos as características mais destacadas dos representantes vivos do grupo: anfíbios, répteis, pássaros e mamíferos.

Taxonomia

  • Superreino: Eukaryota.
  • Reino: Animalia.
  • Subreino: Eumetazoa.
  • Superfilo: Deuterostomia.
  • Borda: Corda.
  • Subfilo: Vertebrados.
  • Infrafilo: Gnathostomata.
  • Superclasse: Tetrapoda.

Classificação

Historicamente, os tetrápodes foram classificados em quatro classes: Amphibia, Reptilia, Birds e Mammalia.

Anfíbios

Os anfíbios são animais com quatro membros, embora possam se perder em alguns grupos. A pele é macia e permeável à água. Seu ciclo de vida inclui estados de larvas aquáticas, e estados adultos vivem em ambientes terrestres.

Eles podem respirar pelos pulmões, e algumas exceções o fazem pela pele. Exemplos de anfíbios são sapos, sapos, salamandras e as cecilias menos conhecidas.

Répteis

Os répteis, como os anfíbios, geralmente têm quatro membros, mas em alguns grupos eles foram reduzidos ou perdidos. A pele é grossa e tem escamas. A respiração ocorre através dos pulmões. Os ovos têm uma cobertura e, graças a isso, a reprodução é independente da água.

Os répteis incluem tartarugas, lagartos e aliados, cobras, tuataras, crocodilos e dinossauros já extintos.

À luz do cladismo, os répteis não são um grupo natural, pois são parafiléticos. Este último termo refere-se a grupos que não contêm todos os descendentes do ancestral comum mais recente. No caso dos répteis, o grupo deixado de fora é a classe Aves.

Pássaros

A característica mais distintiva das aves é a modificação de seus membros superiores em estruturas especializadas para o vôo. O tegumento é coberto por diferentes tipos de penas.

Eles têm pulmões como estruturas para as trocas gasosas, e estes foram modificados para que o vôo seja eficiente – lembre-se de que o vôo é uma atividade extremamente exigente, do ponto de vista metabólico. Além disso, eles são capazes de regular a temperatura corporal (endotérmicas).

Mamíferos

Os mamíferos compreendem uma classe muito heterogênea, em termos de forma e modo de vida de seus membros. Eles conseguiram colonizar ambientes terrestres, aquáticos e até aéreos.

Eles são caracterizados principalmente pela presença de glândulas mamárias e cabelos. A maioria dos mamíferos possui quatro membros, embora em alguns grupos eles sejam fortemente reduzidos, como é o caso das formas aquáticas (cetáceos).

Como as aves, são organismos endotérmicos, embora essa característica tenha sido desenvolvida por ambos os grupos de forma independente.

A grande maioria é vivípara, o que implica que eles dão à luz um jovem ativo, em vez de pôr ovos.

Referências

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